(57)【要約】【課題】  反射に起因して起こる光の取り出し効率の低下を解消することにより、光の取り出し効率を向上することのできる発光装置を提供すること。【解決手段】  有機ＥＬ装置１において、有機ＥＬ素子１０は、基板１１の上層側に、光透過性の陽極層１２、正孔輸送層１３、発光層１４、電子輸送層１５、および陰極層１６がこの順に積層された構成を有する。基板１１の上面には多数の凹凸１１０がランダムに形成され、この凹凸１１０を平坦化するように、基板１１の上面には屈折材料層１７が形成されている。屈折材料層１７は、高屈折性の樹脂から構成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極層、少なくとも発光層を含む機能層、および第２電極層が積層された発光素子を備えた発光装置において、
前記第１電極層および前記第２電極層のうちの少なくとも一方は光透過性電極層から構成され、
前記光透過性電極層における前記機能層側とは反対側には屈折材料層を備え、
前記屈折材料層に対して前記光透過性電極層とは反対側には、当該屈折材料層と接する側の面に多数の凹凸が形成された基板を備えていることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
請求項１において、前記屈折材料層の屈折率は、前記光透過性電極層の屈折率以上であることを特徴とする発光装置。
【請求項３】
請求項１において、前記屈折材料層の屈折率は、前記光透過性電極層の屈折率の０．８〜１倍であることを特徴とする発光装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記発光層で発生した光は、前記光透過性電極層、前記屈折材料層および前記基板を介して出射されることを特徴とする発光装置。
【請求項５】
請求項４において、前記光透過性電極層は陽極層であり、
前記基板において前記凹凸が形成された面に対して、前記屈折材料層、前記陽極層、前記機能層、および陰極層が積層されていることを特徴とする発光装置。
【請求項６】
請求項４において、前記光透過性電極層は陰極層であり、
前記基板は、前記凹凸が形成された面が前記屈折材料層を接着層として前記陰極層の側に接合されていることを特徴とする発光装置。
【請求項７】
請求項４において、前記光透過性電極層は陰極層であり、
前記基板は、前記凹凸が形成された面にカラーフィルタが形成され、
前記基板は、前記カラーフィルタが形成されている側の面が前記屈折材料層を接着層として前記陰極層の側に接合され、
前記カラーフィルタの屈折率は、前記屈折材料層の屈折率の０．８倍以上であることを特徴とする発光装置。
【請求項８】
請求項７において、前記カラーフィルタの屈折率、前記屈折材料層の屈折率、前記光透過性電極層の屈折率は、以下の関係
前記光透過性電極層の屈折率
≦前記屈折材料層の屈折率
≦前記カラーフィルタの屈折率
を満たすことを特徴とする発光装置。
【請求項９】
請求項４において、前記光透過性電極層は陰極層であり、
前記基板は、前記凹凸が形成された面にカラーフィルタおよび透明樹脂層がこの順に形成され、
前記基板は、前記透明樹脂層が形成されている側の面が前記屈折材料層を接着層として前記陰極層の側に接合され、
前記透明樹脂層の屈折率は、前記屈折材料層の屈折率の０．８倍以上であり、
前記カラーフィルタの屈折率は、前記透明樹脂層の屈折率の０．８倍以上であることを特徴とする発光装置。
【請求項１０】
請求項９において、前記カラーフィルタの屈折率、前記透明樹脂層の屈折率、前記屈折材料層の屈折率、前記光透過性電極層の屈折率は、以下の関係
前記光透過性電極層の屈折率
≦前記屈折材料層の屈折率
≦前記透明樹脂層の屈折率
≦前記カラーフィルタの屈折率
を満たすことを特徴とする発光装置。
【請求項１１】
請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記基板と前記屈折材料層との間には、前記凹凸が反映された反射層が形成され、
前記発光層で発生して前記反射層に向かう光は、当該反射層で反射して前記基板とは反対側から出射されることを特徴とする発光装置。
【請求項１２】
請求項１１において、前記光透過性電極層は陽極層であり、前記基板において前記凹凸が形成された面に対して、前記反射層、前記屈折材料層、前記陽極層、前記機能層、および陰極層が積層されていることを特徴とする発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ素子などの発光素子を備えた発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機、パーソナルコンピュータやＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）などの電子機器に使用される表示装置や、デジタル複写機やプリンタなどの画像形成装置における露光用ヘッドとして、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ／Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）装置などの発光装置が注目されている。
【０００３】
この有機ＥＬ装置は、基板上に陽極層、少なくとも発光層を含む機能層、および陰極層が積層された発光素子を備えており、発光層で発生した光を外部に取り出すようになっている。
【０００４】
ここで、発光層で発生した光の外部への取り出し効率の向上は、有機ＥＬ装置においては重要な課題である。そこで、界面に凹凸を形成し、光の散乱を利用して全反射に起因する取り出し効率の低下を防止することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−７６８６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献に開示の構成では、陽極において発光層が位置する側とは反対側の界面で発生する反射に対しては対策がなされておらず、取り出し効率が十分高いとはいえないという問題点がある。
【０００６】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、反射に起因して起こる光の取り出し効率の低下を解消することにより、光の取り出し効率を向上することのできる発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明では、第１電極層、少なくとも発光層を含む機能層、および第２電極層が積層された発光素子を備えた発光装置において、前記第１電極層および前記第２電極層のうちの少なくとも一方は光透過性電極層から構成され、前記光透過性電極層における前記機能層側とは反対側には屈折材料層を備え、前記屈折材料層に対して前記光透過性電極層とは反対側には、当該屈折材料層と接する側の面に多数の凹凸が形成された基板を備えていることを特徴とする。
【０００８】
本発明において、前記屈折材料層の屈折率は、前記光透過性電極層の屈折率以上であることが好ましい。また、前記屈折材料層の屈折率は、前記光透過性電極層の屈折率の０．８〜１倍である構成を採用してもよい。いずれの場合においても、屈折材料層の屈折率は、所定のレベル以上である。
【０００９】
本発明では、発光層で発生した光が光透過性電極層を透過して基板に向かって出射された際、光透過性電極層と接するのは、所定のレベル以上の屈折率を備えた屈折材料層であるため、この界面での反射を防止できる。また、屈折材料層を透過した光は、屈折材料層と基板との界面では、基板に形勢された多数の凹凸によって全反射が防止される。従って、光が屈折材料層と基板との界面を透過しようとした際、基板が屈折材料層より屈折率が低い場合でも、屈折材料層と基板との界面を効率よく透過するので、光の取り出し効率が向上する。一方、屈折材料層と基板との界面に反射層が形成されている場合、反射層に反映された凹凸によって光の反射方向が変化するので、光が出射されるまでに透過すべき界面への入射角度が補正されるので、かかる界面での反射が防止される。それ故、光の取り出し効率が向上する。
【００１０】
本発明において、前記発光層で発生した光は、例えば、前記光透過性電極層、前記屈折材料層および前記基板を介して出射される。
【００１１】
この場合、前記光透過性電極層が陽極層である場合、前記基板において前記凹凸が形成された面に対して、前記屈折材料層、前記陽極層、前記機能層、および陰極層が積層される。このように構成すると、前記屈折材料層は基板に形成した凹凸に対する平坦化膜として機能するので、平坦面上に発光素子を形成することができる。
【００１２】
本発明において、前記光透過性電極層が陰極層である場合、前記基板は、前記凹凸が形成された面が前記屈折材料層を接着層として前記陰極層の側に接合されることになる。従って、発光素子を水分や酸素による劣化を防止するための封止基板に前記凹凸を付与すれば、封止基板での反射に起因する光の取り出し効率の低下を回避できる。
【００１３】
本発明において、前記光透過性電極層は陰極層である場合、前記基板には、前記凹凸が形成された面にカラーフィルタが形成され、前記基板は、前記カラーフィルタが形成されている側の面が前記屈折材料層を接着層として前記陰極層の側に接合される場合がある。この場合、前記カラーフィルタの屈折率は、前記屈折材料層の屈折率の０．８倍以上であることが好ましい。
【００１４】
さらに好ましくは、前記カラーフィルタの屈折率、前記屈折材料層の屈折率、前記光透過性電極層の屈折率は、以下の関係
前記光透過性電極層の屈折率
≦前記屈折材料層の屈折率
≦前記カラーフィルタの屈折率
を満たすことが好ましい。
【００１５】
本発明において、前記光透過性電極層は陰極層である場合、前記基板は、前記凹凸が形成された面にカラーフィルタおよび透明樹脂層がこの順に形成され、前記基板は、前記透明樹脂層が形成されている側の面が前記屈折材料層を接着層として前記陰極層の側に接合される場合がある。この場合、前記透明樹脂層の屈折率は、前記屈折材料層の屈折率の０．８倍以上であり、前記カラーフィルタの屈折率は、前記透明樹脂層の屈折率の０．８倍以上であることが好ましい。
【００１６】
さらに好ましくは、前記カラーフィルタの屈折率、前記透明樹脂層の屈折率、前記屈折材料層の屈折率、前記光透過性電極層の屈折率は、以下の関係
前記光透過性電極層の屈折率
≦前記屈折材料層の屈折率
≦前記透明樹脂層の屈折率
≦前記カラーフィルタの屈折率
を満たすことが好ましい。
【００１７】
本発明において、前記基板と前記屈折材料層との間には、前記凹凸が反映された反射層が形成されている構成を採用してもよい。この場合、前記発光層で発生して前記反射層に向かう光は、当該反射層で反射して前記基板とは反対側から出射されることになる。
【００１８】
このような構成において、前記光透過性電極層が陽極層である場合、前記基板において前記凹凸が形成された面に対して、前記反射層、前記屈折材料層、前記陽極層、前記機能層、および陰極層が積層されることになる。このように構成すると、前記屈折材料層は基板に形成した凹凸に対する平坦化膜として機能するので、平坦面上に発光素子を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明では、第１の電極層を陽極層とし、第２の電極層を陰極層として説明する。また、以下の説明に用いた各図では、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を相違させてある。また、本発明はいずれの色の有機ＥＬ素子にも適用できる。
【００２０】
［実施の形態１］
（発光装置の構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係る有機ＥＬ装置（発光装置）に用いた有機ＥＬ素子（発光素子）の構成を模式的に示す断面図である。
【００２１】
図１において、本形態の有機ＥＬ装置１の有機ＥＬ素子１０は、基板１１の上層側に、ＩＴＯなどからなる光透過性の陽極層１２（光透過性電極）、正孔輸送層１３（機能層）、発光層１４（有機機能層）、電子輸送層１５、および陰極層１６がこの順に積層された構成を有する。ここで、有機ＥＬ装置１は、基板１１の側から光を出射するボトムエミッション型の装置であるため、基板１１としてガラスなどの光透過性の基板が用いられている。また、陰極層１６は、アルミニウムなどといった反射性の金属層から構成されている。
【００２２】
このような構成の有機ＥＬ装置１において、本形態では、基板１１の上面に多数の凹凸１１０がランダムに形成され、この凹凸１１０を平坦化するように、基板１１の上面には屈折材料層１７が形成されている。本形態において、凹凸１１０は、基板１１にフッ酸処理を施すことにより形成されたものであり、その高さは０．０１〜０．５μｍである。
【００２３】
屈折材料層１７は、高屈折性の樹脂から構成され、その屈折率は、陽極層１２を構成するＩＴＯの屈折率の０．８倍以上である。本形態では、波長５５０ｎｍの光に対する各層の屈折率は、以下
陽極層１２（光透過性電極）の屈折率ｎA＝１．９５
屈折材料層１７の屈折率ｎB＝１．８０
ガラス製の基板１１の屈折率ｎC＝１．５４
の通りである。
【００２４】
（作用、効果）
このように構成した発光装置１において、有機ＥＬ素子１０では、陽極層１２から極層層１６に電流が流れると、そのときの電流量に応じて発光層１４が発光する。そして、発光層１４から出射された光は、陽極層１２および基板１１を透過して出射される一方、発光層１４から陰極層１６に向けて出射された光は、陰極層１６によって反射され、陽極層１２および基板１１を透過して出射される。
【００２５】
その際、屈折材料層１７の屈折率ｎBは、陽極層１２の屈折率ｎAの約９２％であるため、屈折材料層１７と陽極層１２との界面に到達した光のうち、約８５％の光を屈折材料層１７の側に透過させることができる。
【００２６】
また、本形態では、ガラス製の基板１１の屈折率ｎCに比較して屈折材料層１７の屈折率ｎBが高いが、ガラス製の基板１１と屈折材料層１７との界面には凹凸１１０が形成されている。このため、ガラス製の基板１１と屈折材料層１７との界面での全反射を防止できる。
【００２７】
それ故、凹凸のない従来の有機ＥＬ装置では発光効率が１０ｃｄ／ｃｍ2であったのを、本形態によれば、発光効率を１５ｃｄ／ｃｍ2まで高めることができ、光の取り出し効率を向上することができる。
【００２８】
また、本形態の有機ＥＬ装置１を製造する際には、基板１１において凹凸１１０を形成した面に、樹脂からなる屈折材料層１７を形成した後、陽極層１２、正孔輸送層１３、発光層１４、電子輸送層１５、および陰極層１６をこの順に積層する。従って、基板１１に凹凸１１０を形成した場合でも、陽極層１２、正孔輸送層１３、発光層１４、電子輸送層１５、および陰極層１６については、屈折材料層１７によって平坦化された面に形成するので、有機ＥＬ素子１０の発光特性や信頼性が低下することがない。
【００２９】
なお、陽極層１２の屈折率ｎAを２．０とし、屈折材料層１７の屈折率ｎBを変えていった場合の発光効率をシミュレーションした結果を表１に示す。なお、表１には、ｎB／ｎAを変えていった場合の発光効率を、屈折率ｎA＝屈折率ｎBのときを基準にして示してある。なお、上記形態は、ｎB／ｎA＝０．９５に相当し、従来はｎB／ｎA＝０．７５に相当する。
【００３０】
【表１】
2006269328.tif 000003
【００３１】
表１からわかるように、屈折材料層１７の屈折率ｎBを陽極層１２の屈折率ｎAの０．８倍以上に設定すれば、基準条件に対して０．５６倍以上の発光効率を得ることができ、従来より、光の取り出し効率を向上することができる。また、屈折材料層１７の屈折率ｎBを陽極層１２の屈折率ｎAより大きくすれば、さらに光の取り出し効率を高めることができる。
【００３２】
［実施の形態２］
図２は、本発明の実施の形態１に係る有機ＥＬ装置（発光装置）に用いた有機ＥＬ素子（発光素子）の構成を模式的に示す断面図である。
【００３３】
図２において、本形態の有機ＥＬ装置１の有機ＥＬ素子１０は、基板１１の上層側に、ＩＴＯなどからなる光透過性の陽極層１２、正孔輸送層１３（機能層）、発光層１４（有機機能層）、電子輸送層１５、および陰極層１６がこの順に積層された構成を有する。
【００３４】
ここで、有機ＥＬ装置１は、基板１１とは反対側から光を出射するトップエミッション型の装置であるため、基板１１と陽極層１２との間には銀からなる反射層１８が形成されている。また、陰極層１６は、ＩＴＯ膜からなる光透過性電極として構成されている。また、本形態では、陰極層１６の側に封止用の基板１９が貼られている。
【００３５】
このような構成の有機ＥＬ装置１において、本形態では、基板１９の下面に多数の凹凸１９０がランダムに形成され、この凹凸１９０が形成された面が陰極層１６に向いている。このような凹凸１９０は、基板１１にフッ酸処理を施すことにより形成されたものであり、その高さは０．０１〜０．５μｍである。
【００３６】
本形態では、陰極層１６の側に基板１９において多数の凹凸１９０が形成されている面を接着するにあたって、接着剤として機能も担う樹脂製の屈折材料層１７が用いられている。屈折材料層１７は、その屈折率が陰極層１６を構成するＩＴＯの屈折率の０．８倍以上である。本形態では、波長５５０ｎｍの光に対する各層の屈折率は、以下
陰極層１２（光透過性基板）の屈折率ｎA＝２．００
屈折材料層１７の屈折率ｎB＝１．８０
ガラス製の基板１９の屈折率ｎC＝１．５４
の通りである。
【００３７】
このように構成した発光装置１において、有機ＥＬ素子１０では、陽極層１２から極層層１６に電流が流れると、そのときの電流量に応じて発光層１４が発光する。そして、発光層１４から出射された光は、陰極層１６、屈折材料層１７および基板１９を透過して出射される一方、発光層１４から陽極層１２に向けて出射された光は、反射層１８によって反射され、陰極層１６、屈折材料層１７および基板１９を透過して出射される。
【００３８】
その際、屈折材料層１７の屈折率ｎBは、陰極層１６の屈折率ｎAの約９０％であるため、屈折材料層１７と陰極層１６との界面に到達した光のうち、約８０％の光を屈折材料層１７の側に透過させることができる。また、本形態では、ガラス製の基板１９の屈折率ｎCに比較して屈折材料層１７の屈折率ｎBが高いが、基板１９と屈折材料層１７との界面には凹凸１９０が形成されている。このため、基板１９と屈折材料層１７との界面での全反射を防止できる。それ故、凹凸のない従来の有機ＥＬ装置では発光効率が９ｃｄ／ｃｍ2であったのを、本形態によれば、発光効率を１４．５ｃｄ／ｃｍ2まで高めることができ、光の取り出し効率を向上することができる。
【００３９】
なお、好ましくは、各屈折率が以下の関係
ｎA≦ｎB
を満たせば界面の反射を完全に防止することができる。
【００４０】
［実施の形態３］
図３は、本発明の実施の形態３に係る有機ＥＬ装置（発光装置）に用いた有機ＥＬ素子（発光素子）の構成を模式的に示す断面図である。
【００４１】
図３において、本形態の有機ＥＬ装置１の有機ＥＬ素子１０は、実施の形態２と同様、基板１１の上層側に、ＩＴＯなどからなる光透過性の陽極層１２、正孔輸送層１３（機能層）、発光層１４（有機機能層）、電子輸送層１５、および陰極層１６がこの順に積層された構成を有する。
【００４２】
ここで、有機ＥＬ装置１は、基板１１とは反対側から光を出射するトップエミッション型の装置であるため、基板１１と陽極層１２との間にはアルミニウムからなる反射層１８が形成されている。また、陰極層１６は、ＩＴＯ膜からなる光透過性電極として構成されている。また、本形態では、陰極層１６の側に封止用の基板１９が貼られている。
【００４３】
このような構成の有機ＥＬ装置１において、本形態では、基板１９の下面に多数の凹凸１９０がランダムに形成され、この凹凸１９０が形成された面が陰極層１６に向いている。このような凹凸１９０は、基板１１にフッ酸処理を施すことにより形成されたものであり、その高さは０．０１〜０．５μｍである。
【００４４】
また、基板１９において凹凸１９０が形成されている面には、アクリル樹脂からなるカラーフィルタ２０が形成されており、カラーフィルタ２０が形成されている側の面が屈折材料層１７を接着層として陰極層１６の側に接合されている。
【００４５】
ここで、屈折材料層１７は、その屈折率が陰極層１６を構成するＩＴＯの屈折率の０．８倍以上であり、カラーフィルタ２０の屈折率は、屈折材料層１７の屈折率の０．８倍以上である。本形態では、波長５５０ｎｍの光に対する各層の屈折率は、以下
陰極層１２（光透過性基板）の屈折率ｎA＝２．００
カラーフィルタ２０の屈折率ｎD＝１．８１
屈折材料層１７の屈折率ｎB＝１．８５
ガラス製の基板１９の屈折率ｎC＝１．５４
の通りである。
【００４６】
このように構成した発光装置１において、有機ＥＬ素子１０では、陽極層１２から極層層１６に電流が流れると、そのときの電流量に応じて発光層１４が発光する。そして、発光層１４から出射された光は、陰極層１６、屈折材料層１７、カラーフィルタ２０および基板１９を透過して出射される一方、発光層１４から陽極層１２に向けて出射された光は、反射層１８によって反射され、陰極層１６、屈折材料層１７、カラーフィルタ２０および基板１９を透過して出射される。
【００４７】
その際、屈折材料層１７の屈折率ｎBは、陰極層１６の屈折率ｎAの約９２％であるため、屈折材料層１７と陰極層１６との界面に到達した光のうち、約８５％の光を屈折材料層１７の側に透過させることができる。また、カラーフィルタ２０の屈折率ｎDは、屈折材料層１７の屈折率ｎBの屈折率ｎAの約９７％であるため、カラーフィルタ２０と屈折材料層１７との界面に到達した光のうち、約９０％の光を、カラーフィルタ２０の側に透過させることができる。また、本形態では、ガラス製の基板１９の屈折率ｎCに比較してカラーフィルタ２０の屈折率ｎDが高いが、ガラス製の基板１９とカラーフィルタ２０との界面には凹凸１９０が形成されている。このため、ガラス製の基板１６とカラーフィルタ２０との界面での全反射を防止できる。それ故、凹凸のない従来の有機ＥＬ装置では発光効率が５ｃｄ／ｃｍ2であったのを、本形態によれば、発光効率を８．１ｃｄ／ｃｍ2まで高めることができ、光の取り出し効率を向上することができる。
【００４８】
なお、好ましくは、各屈折率が以下の関係
ｎA≦ｎB≦ｎD
を満たせば界面の反射を完全に防止することができる。
【００４９】
［実施の形態４］
図４は、本発明の実施の形態４に係る有機ＥＬ装置（発光装置）に用いた有機ＥＬ素子（発光素子）の構成を模式的に示す断面図である。
【００５０】
図４において、本形態の有機ＥＬ装置１の有機ＥＬ素子１０は、実施の形態２、３と同様、基板１１の上層側に、ＩＴＯなどからなる光透過性の陽極層１２、正孔輸送層１３（機能層）、発光層１４（有機機能層）、電子輸送層１５、および陰極層１６がこの順に積層された構成を有する。
【００５１】
ここで、有機ＥＬ装置１は、基板１１とは反対側から光を出射するトップエミッション型の装置であるため、基板１１と陽極層１２との間にはアルミニウムからなる反射層１８が形成されている。また、陰極層１６は、ＩＴＯ膜からなる光透過性電極として構成されている。また、本形態では、陰極層１６の側に封止用の基板１９が貼られている。
【００５２】
このような構成の有機ＥＬ装置１において、本形態では、基板１９の下面に多数の凹凸１９０がランダムに形成され、この凹凸１９０が形成された面が陰極層１６に向いている。このような凹凸１９０は、基板１１にフッ酸処理を施すことにより形成されたものであり、その高さは０．０１〜０．５μｍである。
【００５３】
また、基板１９において凹凸１９０が形成されている面には、アクリル樹脂からなるカラーフィルタ２０、およびオーバーコート層としての透明樹脂層２２が形成されており、透明樹脂層２２が形成されている側の面が屈折材料層１７を接着層として陰極層１６の側に接合されている。
【００５４】
ここで、屈折材料層１７は、その屈折率が陰極層１６を構成するＩＴＯの屈折率の０．８倍以上であり、透明樹脂層２２の屈折率は、屈折材料層１７の屈折率の０．８倍以上であり、カラーフィルタ２０の屈折率は、透明樹脂層２２の屈折率の０．８倍以上である。本形態では、波長５５０ｎｍの光に対する各層の屈折率は、以下
陰極層１２（光透過性基板）の屈折率ｎA＝２．００
カラーフィルタ２０の屈折率ｎD＝１．８１
透明樹脂層２２の屈折率ｎE＝１．８５
屈折材料層１７の屈折率ｎB＝１．８５
ガラス製の基板１９の屈折率ｎC＝１．５４
の通りである。
【００５５】
このように構成した発光装置１において、有機ＥＬ素子１０では、陽極層１２から極層層１６に電流が流れると、そのときの電流量に応じて発光層１４が発光する。そして、発光層１４から出射された光は、陰極層１６、屈折材料層１７、透明樹脂層２２、カラーフィルタ２０および基板１９を透過して出射される一方、発光層１４から陽極層１２に向けて出射された光は、反射層１８によって反射され、陰極層１６、屈折材料層１７、透明樹脂層２２、カラーフィルタ２０および基板１９を透過して出射される。
【００５６】
その際、屈折材料層１７の屈折率ｎBは、陰極層１６の屈折率ｎAの約９２％であるため、屈折材料層１７と陰極層１６との界面に到達した光のうち、約８５％の光を屈折材料層１７の側に透過させることができる。また、屈折材料層１７の屈折率ｎBと透明樹脂層２２の屈折率ｎEが等しく、かつ、透明樹脂層２２の屈折率ｎEに対するカラーフィルタ２０の屈折率ｎDが約９７％であるため、約９０％の光を、カラーフィルタ２０の側に透過させることができる。また、本形態では、ガラス製の基板１９の屈折率ｎCに比較してカラーフィルタ２０の屈折率ｎDが高いが、ガラス製の基板１９とカラーフィルタ２０との界面には凹凸１９０が形成されている。このため、ガラス製の基板１６とカラーフィルタ２０との界面での全反射を防止できる。それ故、凹凸のない従来の有機ＥＬ装置では発光効率が５ｃｄ／ｃｍ2であったのを、本形態によれば、発光効率を８．１ｃｄ／ｃｍ2まで高めることができ、光の取り出し効率を向上することができる。
【００５７】
なお、好ましくは、各屈折率が以下の関係
ｎA≦ｎB≦ｎE≦ｎD
を満たせば界面の反射を完全に防止することができる。
【００５８】
［実施の形態５］
図５は、本発明の実施の形態１に係る有機ＥＬ装置（発光装置）に用いた有機ＥＬ素子（発光素子）の構成を模式的に示す断面図である。
【００５９】
図５において、本形態の有機ＥＬ装置１の有機ＥＬ素子１０は、基板１１の上層側に、ＩＴＯなどからなる光透過性の陽極層１２（光透過性電極）、正孔輸送層１３（機能層）、発光層１４（有機機能層）、電子輸送層１５、および陰極層１６がこの順に積層された構成を有する。
【００６０】
このような構成の有機ＥＬ装置１において、本形態では、基板１１の上面に多数の凹凸１１０がランダムに形成されている。
【００６１】
ここで、有機ＥＬ装置１は、基板１１の側とは反対側に光を出射するトップエミッション型であり、基板１１において凹凸１１０が形成されている面には、銀やアルミニウムなどといった反射性の金属層からなる反射層１８が形成されている。ここで、反射層１８には凹凸１１０が反映され、凹凸１１０を平坦化するように、反射層１８の上面には屈折材料層１７が形成されている。本形態において、凹凸１１０は、基板１１にフッ酸処理を施すことにより形成されたものであり、その高さは０．０１〜０．５μｍである。
【００６２】
屈折材料層１７は、高屈折性の樹脂から構成され、その屈折率は、陽極層１２を構成するＩＴＯの屈折率の０．８倍以上である。本形態では、波長５５０ｎｍの光に対する各層の屈折率は、以下
陽極層１２（光透過性電極）の屈折率ｎA＝２．００
屈折材料層１７の屈折率ｎB＝１．８０
ガラス製の基板１１の屈折率ｎC＝１．５４
の通りである。
【００６３】
このように構成した発光装置１において、有機ＥＬ素子１０では、陽極層１２から極層層１６に電流が流れると、そのときの電流量に応じて発光層１４が発光する。そして、発光層１４から出射された光は、陰極層１６および基板１９を透過して出射される一方、発光層１４から陽極層１２に向けて出射された光は、反射層１８によって反射され、陰極層１６および基板１９を透過して出射される。
【００６４】
その際、屈折材料層１７の屈折率ｎBは、陽極層１２の屈折率ｎAの約９０％であるため、屈折材料層１７と陽極層１２との界面に到達した光のうち、約８０％の光を屈折材料層１７の側に透過させることができる。また、反射層１８で反射した光は、反射層１８の表面に反映された凹凸によって、光の反射方向が変化するので、光が出射されるまでに透過すべき界面への入射角度が補正され、かかる界面での反射が防止される。それ故、光の取り出し効率が向上する。それ故、凹凸のない従来の有機ＥＬ装置では発光効率が８ｃｄ／ｃｍ2であったのを、本形態によれば、発光効率を１３ｃｄ／ｃｍ2まで高めることができ、光の取り出し効率がを向上することができる。
【００６５】
また、本形態の有機ＥＬ装置１を製造する際には、基板１１において凹凸１１０を形成した面に、反射層１８および屈折材料層１７を形成した後、陽極層１２、正孔輸送層１３、発光層１４、電子輸送層１５、および陰極層１６をこの順に積層する。従って、基板１１に凹凸１１０を形成した場合でも、陽極層１２、正孔輸送層１３、発光層１４、電子輸送層１５、および陰極層１６については、屈折材料層１７によって平坦化された面に形成するので、有機ＥＬ素子１０の発光特性や信頼性が低下することがない。
【００６６】
［その他の実施の形態］
上記実施の形態では、基板１１、１９の表面に凹凸１１０、１９０を形成するにあたって、フッ酸処理を利用したが、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜、あるいはアクリル樹脂などの感光性樹脂を用いて凹凸１１０、１９０を形成してもよい。
【００６７】
［表示装置への適用例］
本発明を適用した有機ＥＬ装置１は、パッシブマトリクス型表示装置あるいはアクティブマトリクス型表示装置として用いることができる。これらの表示装置のうち、アクティブマトリクス型表示装置は、図６に示す電気的構成をもつように構成される。
【００６８】
図６は、アクティブマトリクス型の有機ＥＬ装置の電気的構成を示すブロック図である。図６において、有機ＥＬ装置１では、複数の走査線６３と、この走査線６３の延設方向に対して交差する方向に延設された複数のデータ線６４と、これらのデータ線６４に並列する複数の共通給電線６５と、データ線６４と走査線６３との交差点に対応する画素１００（発光領域）とが構成され、画素１００は、画像表示領域にマトリクス状に配置されている。データ線６４に対しては、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン、アナログスイッチを備えるデータ線駆動回路５１が構成されている。走査線６３に対しては、シフトレジスタおよびレベルシフタを備える走査線駆動回路５４が構成されている。また、画素１００の各々には、走査線６３を介して走査信号がゲート電極に供給される画素スイチング用の薄膜トランジスタ６と、この薄膜トランジスタ６を介してデータ線６４から供給される画像信号を保持する保持容量３３と、この保持容量３３によって保持された画像信号がゲート電極４３に供給される電流制御用の薄膜トランジスタ７と、薄膜トランジスタ７を介して共通給電線６５に電気的に接続したときに共通給電線６５から駆動電流が流れ込む有機ＥＬ素子１０が構成されている。また、有機ＥＬ装置１において、各画素１００は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のいずれかに対応することになる。
【００６９】
［その他の実施の形態］
上記形態では、発光素子として有機ＥＬ素子を用いたが、その他の発光素子を用いた発光装置に本発明を適用してもよい。いずれの場合も、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００７０】
［電子機器への搭載例］
本発明を適用した発光装置は、携帯電話機、パーソナルコンピュータやＰＤＡなど、様々な電子機器において表示装置として用いることができる。また、本発明を適用した発光装置は、デジタル複写機やプリンタなどの画像形成装置における露光用ヘッドとして用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る有機ＥＬ装置（発光装置）に用いた有機ＥＬ素子（発光素子）の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係る有機ＥＬ装置に用いた有機ＥＬ素子（発光素子）の構成を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態３に係る有機ＥＬ装置に用いた有機ＥＬ素子（発光素子）の構成を模式的に示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態４に係る有機ＥＬ装置に用いた有機ＥＬ素子（発光素子）の構成を模式的に示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態５に係る有機ＥＬ装置に用いた有機ＥＬ素子（発光素子）の構成を模式的に示す断面図である。
【図６】アクティブマトリクス型の有機ＥＬ装置の電気的構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７２】
１・・有機ＥＬ表示装置、１０・・有機ＥＬ素子、１１、１９・・基板、１２・・陽極層（第１の電極層）、１３・・正孔輸送層（機能層）、１４・・発光層（機能層）、１５・・電子輸送層、１６・・陰極層（第２の電極層）、１７、高屈折材層、１８・・反射層、２０・・カラーフィルタ、２２・・透明樹脂層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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